TGZM效应下Co-87.9%Sb合金糊状区的组织演化及成分变化

以TGZM(temperature gradient zone melting)效应为理论基础,将Co-87.9%Sb(质量分数,下同)合金置于定向凝固设备中加热熔化,在一定温度梯度下分别保温20 min,2 h,4 h后淬火,对其糊状区的凝固组织和成分分布进行了研究。结果表明:在一定温度梯度下,介乎于完全液相区和未熔固相区之间存在着固/液相共存的糊状区,Co-87.9%Sb合金的糊状区沿温度梯度方向分为CoSb_3+L,CoSb_2+L以及CoSb+L 3层;在TGZM效应作用下,随着保温时间的增加,糊状区内液相体积分数逐渐减少,糊状区与完全液相区界面向低温区移动;经保温处理后,由EDS获得的糊状区成分分布表明,糊状区内的溶质浓度明显偏离合金初始浓度,完全液相区溶质浓度高于初始值;通过理论分析与计算解释了上述现象。经过4 h保温处理后,糊状区CoSb_3+L部分中的CoSb_3含量大幅增加,在该部分高温端甚至可达98.8%,表明借助TGZM效应经过长时间保温制备CoSb_3热电材料的方法是可行的。     

热稳定处理时间对TNM合金糊状区组织的影响

利用真空非自耗电弧炉制备了TNM(Ti-44Al-4Nb-1Mo-0.1B at.%)合金锭,研究其铸态组织形貌,并利用Bridgeman定向凝固装置对TNM合金进行热稳定处理实验,分析热稳定处理时间对合金定向凝固糊状区的影响。实验结果显示,其铸态组织是以(α₂+γ)片层团为主体,网络状B2相、细小的γ相及硼化物分布于片层团间的近片层组织。热稳定处理时,热稳定时间越长、TNM合金固/液界面越平整,界面前沿温度场和溶质场趋向均匀,但从减少坩埚对熔体的污染的角度考虑,热稳定处理时间不宜过长,30~60 min的热稳定时间即可提供平整的定向凝固启动界面。 热稳定处理影响着TNM合金固/液界面附近固液两相中Al元素的分布,进而影响硼化物的分布。     

糊状区变形及浓度再分布的模拟实验

用丁二腈－丙酮合金实验研究试样变形开始时间、初始厚度及变形量对枝晶变形及溶质再分布的影响。结果表明，枝晶变形满足幂次大于1的能量函数关系；枝晶变形能力主要与变形时糊状区固相分数有关；从糊状区挤出的液相相对浓度与固相分数、变形比率成线性关系。实验结果对建立糊状区变形与宏观偏析数学模型及优化连铸液芯压下工艺有意义。     

AZ6X镁合金的糊状区特性表征

采用冷却曲线热分析法和连续扭矩测试技术对AZ6X(X=0,2,4,5,6)合金系列的糊状区特性进行了表征及分析.结果表明:随着Zn含量的增加,AZ6X合金初晶形核第一特征温度Tn1、初晶形核第二特征温度Tn2以及枝晶干涉点温度Tch均逐步降低,(Tn1-Tn2)温差逐渐增加,(Tn2-Tch)温差变化不大;AZ6X合金的枝晶干涉点固相分数fs-ch约为0.27-0.35,其中AZ60和AZ66合金的fs-ch较高,AZ62合金的fs-ch最低;随着Zn含量的增加,AZ6X合金的枝晶压紧点温度TPk逐渐降低,枝晶压紧点剪切强度τPk先升后降;AZ6X合金的枝晶压紧点固相分数fs-pk约为0.5-0.6,其中AZ60和AZ66合金的fs-pk较低,AZ62合金的fs-pk最高;随固相分数的增长,AZ62合金的糊状区剪切强度τ增长最为缓慢;冷却曲线热分析法和连续扭矩测试技术的结果具有可比性.     

Zr基大块非晶合金在过冷液相区的尺寸效应研究

为了研究Zr55Cu30Al10Ni5大块非晶合金在过冷液相区的尺寸效应,进行了温度为421,431,441,451℃,应变速率为0.01,0.005,0.002,0.001s-1,尺寸为3,2,1,0.6mm下共计64组的压缩试验。根据得到的力和位移曲线求出真实应力应变曲线,分析曲线得到稳态流动应力、应力过冲峰值、应力过冲峰值对应的应变与尺寸的关系,最后得出随着试样尺寸的增大,真实应力值随之减小,稳态流动应力减小,应力过冲峰值减小,且出现的位置随尺寸的增大而后移。     

Cu-Zn-Al合金的显微组织及形状记忆效应

研究了合金元素、热处理工艺以及热.机械训练对Cu-Zn-Al合金显微组织和形状记忆效应的影响.结果表明.在Cu-26.4Zn-3.4Al合金中添加微量元素Ti、B可以显著细化晶粒;淬火后马氏体形态为板条状,亚结构为孪晶和堆垛层错;850℃淬火及150℃一级时效、50℃二级时效处理后可以获得较好的形状记忆效应;采用约束温度为100℃,训练次数为10～12次的热一机械训练,可以得到较好的双程记忆效应.     

718合金TIG焊热影响区组织变化

以不同热输入对轧制、铸态、铸后均匀化热处理3种2.8 mm厚Inconel-718薄板进行TIG焊试验.观察各接头母材与HAZ(焊接热影响区)组织,分析热输入对3种母材接头HAZ晶粒结构、大小的影响.发现随热输入增大,轧制母材焊接接头HAZ沉淀相大量溶解,等轴晶晶粒长大明显,速度为铸态或均匀化接头4.6倍.铸态或均匀化母材呈树枝晶,晶粒较大;HAZ偏析区扩散消失,奥氏体成分趋于均匀,树枝晶结构痕迹减弱;沉淀相残留于原枝晶间位置,在抑制HAZ晶粒长大的同时,保留部分树枝晶结构痕迹;铸态母材焊接接头HAZ沉淀相多于均匀化接头,更接近树枝晶结构.     

糊状区保温对Cr18Mn18N奥氏体不锈钢析出行为的影响

用糊状区保温增氮工艺制备了Cr18Mn18N奥氏体不锈钢。研究了糊状区保温对Cr18Mn18N合金氮含量和显微组织的影响。结果表明,当氮气压力为0.1 MPa时,随着糊状区保温时间的增加,铸锭中的氮含量由0.161%提高到0.384%,气孔率则从3.69%逐渐降至3.25%。随着氮含量的增加,奥氏体组织的体积分数逐渐增加,铁素体和σ相逐渐减小,当氮含量为0.279%时,完全抑制σ相形核。     

AlTiB中间合金细化效果的组织遗传效应

通过对比试验发现：不同组织的Ａｌ－５Ｔｉ－１Ｂ中间合金具有不同的细化效果。借助金相，ＳＥＭ和ＴＥＭ等手段对组织进行了分析对比，探讨组织遗传对细化效果的影响。实验结果表明：利用快速凝固法制备的该中间合金，其块状ＴｉＡｌ３化合物细小，ＴｉＢ２等微小粒子分布弥散，具有最佳的细化效果。     

Al—Si合金的区晶共生区及组织形成规律

本文利用定向凝固、金相、电子显微技术及Ｘ射线择优取向分析等手段对Ａｌ－Ｓｉ合金的组织形态、相结晶特性等与凝固条件的依赖关系进行了研究并定量获得了低温度梯度下（Ｇ＝４５℃／ｃｍ）Ａｌ－Ｓｉ合金的共晶共生区，实验表明：Ａｌ－Ｓｉ合金的共晶共生区形态十分复杂，随凝固速度的提高，共生区变得狭窄并向富Ｓｉ方向倾斜，共生区的复杂性相关于合金组织对凝固条件的敏感性，而形貌的多样性取决于共晶相本身的结晶学特。当存     

搅拌条件下二元合金凝固组织的形态演化

采用SCN-5％Water（原子分数）透明模型合金和Sn-15％Pb（质量分数）合金对机械搅拌条件下凝固组织形态演化过程分别进行了实时动态观察和淬火金相组织分析．实验结果表明,在强烈机械搅拌作用下,两类实验合金在凝固过程中最早观察到的初生组织均为球晶组织．从实验上证实了通过适当的搅拌可直接获得球状晶组织;同时,在实验条件范围内,搅拌的进行还可促进球晶组织在相对较高温度下产生．根据凝固界面形态稳定性理论对球晶组织形成机制的分析表明：熔体中初生固相的旋转运动有利于提高液-固界面的稳定性,促进凝固组织保持球状稳定生长．     

超过冷条件下Fe83B17共晶合金的凝固行为及显微组织演化

采用深过冷技术研究了块体Fe83B17共晶合金在超过冷度条件下的凝固行为．该合金的组织演化规律为：当过冷度达到理论临界超过冷度（300K）时，组织为α-Fe相和Fe2B相组成的共晶组织；当过冷度大于临界值达到386K时，组织粗化，为完全的非规则共晶，稳定相Fe2B消失，亚稳相Fe3B出现并且在室温下也不会分解；获得了460K的超过冷度以及亚稳相组织．并讨论了这些结果产生的原因．     

Ti75合金超塑拉伸时的变形行为和组织演变

拉伸实验表明Ti75合金具有较强的超塑变形能力,在800℃-900℃均可获得较高的延伸率,在900℃,vo=2 mm/min的条件下,延伸率达到1073%.动态再结晶为Ti75合金提供了等轴、细微、均匀的晶粒,使晶界滑移成为超塑变形的主要机制,晶间β相对α晶粒的转动和滑动起着调节作用,而位错运动既是变形机制,又是晶界滑动的调节机制.     

SOLIDIFICATION BEHAVIOR AND MICROSTRUCTURE EVOLUTION OF Si BEARING TiAl ALLOY

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｉＡｌａｌｌｏｙｓｈａｖｅｂｅｅｎｒｅｃｅｉｖｉｎｇａｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇａｔｔｅｎｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｅｘｃｅｌｌｅｎｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓ，ｇｏｏｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ａｎｄｃｒｅｅｐｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ［１－３］．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｓｅａｌｌｏｙｓｓｕｆｆｅｒｆｒｏｍａｌｏｗｄｕｃｔｉｌｉｔｙｕｐｔｏａｂｏｕｔ６００℃．Ｅｘｔｅｎｓｉｖｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆａｌｌｏ…     

激光快速熔凝Ni-Sn共晶合金的组织演变

采用Ni 28%Sn,Ni 30%Sn,Ni 33%Sn和Ni-35%Sn(质量分数)共4种成分的亚共晶和过共晶合金,考察了Ni Sn共晶合金在激光快速熔凝过程中的组织演化过程.当激光扫描速率较低时,Ni 28%Sn亚共晶合金和Ni-35%Sn过共晶合金的熔凝组织主要由细化的初生枝晶(亚共晶合金为α-Ni相,过共晶合金为Ni3Sn相)和枝晶间共晶(α-Ni+Ni3Sn)组成;近共晶合金Ni-30%Sn和Ni 33%Sn的熔凝组织基本相似,熔池从底部到顶部存在柱状共晶团向等轴状共晶团的转变.Ni-Sn亚共晶和过共晶合金熔池底部皆存在少量粗大的残留初生相.激光快速熔凝后,相比基材中所存在的层片和棒状共晶的混合组织,熔池内的共晶组织皆为层片状共晶,层片间距相比基材明显减小,并呈现垂直于熔池底部外延生长的特征.通过对比4种成分合金在不同激光扫描速率下的熔凝组织,获得了激光快速熔凝条件下Ni-Sn合金共生生长区的成分范围以及临界激光扫描速率.应用描述快速枝晶生长的KGT模型和快速共晶生长的TMK模型对熔凝组织进行了分析,模型计算结果与实验结果符合良好.     

AlSi7Mg合金坯料在固液两相区的初始结构对变形的影响

本文论述了Ａ１Ｓｉ７Ｍｇ合金在半固态下的初始结构对压缩变形行为的影响。结果表明：Ａ１Ｓｉ７Ｍｇ合鑫产的初妈显微结构的固想颗粒尺寸及分布、颗粒形貌、颗粒团聚化程度对兰固态合金坯料的表观粘度有重要的影响。具有初始细昌结构（蔷薇状结构）的合金应力水平较低,具有中等枝晶和粗枝晶结构的合金应力水平较高。非枝晶组织半固态合金变形时固相颗粒变形力的传递数学模型：σｓ＝α２λ１／λ２（Ｔ）ηｆε。     

Sc对Al－Li－Cu－Mg－Zr合金组织与性能的影响

研究了Ｓｃ对Ａｌ—Ｌｉ—Ｃｕ—Ｍｇ—Ｚｒ合金的显微组织与拉伸性能的影响。结果表明，δ′（Ａｌ３Ｌｉ）和Ｓ′（Ａｌ２ＣｕＭｇ）仍为含Ｓｃ合金中的主要强化相，Ｓｃ细化了合金的晶粒，降低了δ′颗粒的长大速度，促进Ｓ′相的析出和均匀弥散分布，还使合金析出Ａｌ３Ｓｃ颗粒和Ａｌ３Ｌｉ／Ａｌ３Ｓｃ复合析出相颗粒，这两种颗粒都有益于合金的性能。因此，加入Ｓｃ后合金表现出良好的强塑性配合。     

MICROSTRUCTURE EVOLUTION OF Ti-20wt%Ni ALLOY IN LASER SOLID FORMING

Ti-20%Ni(质量分数)合金激光立体成形组织由β-Ti枝晶和枝晶间(β-Ti+Ti2Ni)层片共晶及棒状共晶组成. 随着激光能量密度D　e减小, 枝晶特征尺寸F减小. 枝晶特征尺寸及共晶间距的变化规律分别与枝晶生长KGT经典模型和共晶生长TMK经典模型吻合较好.     

MICROSTRUCTURE AND REVERSE SHAPE MEMORY EFFECT IN A Cu-Zn-Al ALLOY

The bainite structure in a Cu-Zn-A1 alloy related to the reverse shape memory effect hasbeen observed by means of TEM.The reverse memory effect may be improved by up to oneorder of magnitude under applied constraint stress.The widespread propagation of bainite wasconfirmed to be the diffusion controlled shear process by the parabolic configuration of sideinterface of bainite plate and the twisting of intersected bainite plates.     

Cu—Zn—Al合金逆形状记忆组织的电镜观察

用透射电镜观察了Cu-Zn-Al合金中逆形状记忆的贝氏体组织。在外加约束应力作用下,逆记忆量可以提高一个数量级,贝氏体片侧相界面的抛物线轮廓和贝氏体片交叉曲折的现象说明了贝氏体展宽是扩散控制的切变过程。